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1、审计新能源技术第1页，共62页，编辑于2022年，星期六一、能源技术概述一、能源技术概述1.1.1.1.基本概念基本概念基本概念基本概念能量形式能量形式能量形式能量形式:机械能机械能机械能机械能(风能、水能等风能、水能等风能、水能等风能、水能等)、电磁能、热能、化学能、原子能、光能。、电磁能、热能、化学能、原子能、光能。、电磁能、热能、化学能、原子能、光能。、电磁能、热能、化学能、原子能、光能。能源能源能源能源:自然界中能为人类提供某种形式能量的物质资源。自然界中能为人类提供某种形式能量的物质资源。自然界中能为人类提供某种形式能量的物质资源。自然界中能为人类提供某种形式能量的物质资源。能源种类
2、能源种类能源种类能源种类：按生成方式分按生成方式分按生成方式分按生成方式分:天然天然天然天然(一次一次一次一次)能源和人工能源和人工能源和人工能源和人工(二次二次二次二次)能源能源能源能源按原始来源分按原始来源分按原始来源分按原始来源分:地内能源和地外能源以及相互作用能源。地内能源和地外能源以及相互作用能源。地内能源和地外能源以及相互作用能源。地内能源和地外能源以及相互作用能源。按对能源的认识过程分：常规能源和新能源。按对能源的认识过程分：常规能源和新能源。按对能源的认识过程分：常规能源和新能源。按对能源的认识过程分：常规能源和新能源。第2页，共62页，编辑于2022年，星期六天然天然天然天然
3、(一次一次一次一次)能源和人工能源和人工能源和人工能源和人工(二次二次二次二次)能源能源能源能源二次能源二次能源：它是指经过消耗一次能源加工转化而产生的诞生能源。如电能、热能、煤气、它是指经过消耗一次能源加工转化而产生的诞生能源。如电能、热能、煤气、它是指经过消耗一次能源加工转化而产生的诞生能源。如电能、热能、煤气、它是指经过消耗一次能源加工转化而产生的诞生能源。如电能、热能、煤气、柴油、氢能、焦炭、沼气等。柴油、氢能、焦炭、沼气等。柴油、氢能、焦炭、沼气等。柴油、氢能、焦炭、沼气等。非再生能源：石油、天然气、原煤、核燃料等非再生能源：石油、天然气、原煤、核燃料等非再生能源：石油、天然气、原煤
4、、核燃料等非再生能源：石油、天然气、原煤、核燃料等一次能源一次能源 再生能源：太阳能、风能、水能、海洋能生物质能等再生能源：太阳能、风能、水能、海洋能生物质能等再生能源：太阳能、风能、水能、海洋能生物质能等再生能源：太阳能、风能、水能、海洋能生物质能等地内能源地内能源：地热能地热能地热能地热能(地下蒸气、温泉、火山地下蒸气、温泉、火山地下蒸气、温泉、火山地下蒸气、温泉、火山)、核能、核能、核能、核能地外能源地外能源：主要来自太阳，包括由太阳能转变来的风能、水能、主要来自太阳，包括由太阳能转变来的风能、水能、主要来自太阳，包括由太阳能转变来的风能、水能、主要来自太阳，包括由太阳能转变来的风能、水
5、能、矿物燃料矿物燃料矿物燃料矿物燃料(煤，石油等煤，石油等煤，石油等煤，石油等)，及少量宇宙辐射能，及少量宇宙辐射能，及少量宇宙辐射能，及少量宇宙辐射能相互作用能源相互作用能源：主要指潮汐能。主要指潮汐能。主要指潮汐能。主要指潮汐能。常规能源常规能源常规能源常规能源：已被广泛利用的能源，如煤、石油、水力、电能已被广泛利用的能源，如煤、石油、水力、电能已被广泛利用的能源，如煤、石油、水力、电能已被广泛利用的能源，如煤、石油、水力、电能新能源：原子能、太阳能新能源：原子能、太阳能新能源：原子能、太阳能新能源：原子能、太阳能(对发展中国家而言对发展中国家而言对发展中国家而言对发展中国家而言)、雷电能
6、、宇宙射线能、雷电能、宇宙射线能、雷电能、宇宙射线能、雷电能、宇宙射线能、火山能、地震能等。火山能、地震能等。火山能、地震能等。火山能、地震能等。第3页，共62页，编辑于2022年，星期六2.2.2.2.能源问题能源问题能源问题能源问题 能源模式的演变：能源模式的演变：能源模式的演变：能源模式的演变：木材木材木材木材煤煤煤煤石油石油石油石油核能或多种形式能源核能或多种形式能源核能或多种形式能源核能或多种形式能源目前人类使用的能源储量和分布目前人类使用的能源储量和分布目前人类使用的能源储量和分布目前人类使用的能源储量和分布 非再生能源非再生能源非再生能源非再生能源:石油、天然气、煤炭和裂变核燃料
7、约占能源总消费量的石油、天然气、煤炭和裂变核燃料约占能源总消费量的石油、天然气、煤炭和裂变核燃料约占能源总消费量的石油、天然气、煤炭和裂变核燃料约占能源总消费量的90%90%90%90%左右再生能左右再生能左右再生能左右再生能源源源源:水力、植物燃料等只占水力、植物燃料等只占水力、植物燃料等只占水力、植物燃料等只占10%10%10%10%左右左右左右左右第4页，共62页，编辑于2022年，星期六再生能源分布再生能源分布再生能源分布再生能源分布:太阳能占太阳能占太阳能占太阳能占99.44%,99.44%,99.44%,99.44%,水能、风能、地热能、生物能等不到水能、风能、地热能、生物能等不到
8、水能、风能、地热能、生物能等不到水能、风能、地热能、生物能等不到1%1%1%1%在非再生能源中，利用海水中的氘资源产生的人造太阳能在非再生能源中，利用海水中的氘资源产生的人造太阳能在非再生能源中，利用海水中的氘资源产生的人造太阳能在非再生能源中，利用海水中的氘资源产生的人造太阳能(聚变核能聚变核能聚变核能聚变核能)几乎占几乎占几乎占几乎占100%100%100%100%，煤炭、石油、天然气、裂变核燃料加起来也不足千万分之一。所以，人类使用的能源归根煤炭、石油、天然气、裂变核燃料加起来也不足千万分之一。所以，人类使用的能源归根煤炭、石油、天然气、裂变核燃料加起来也不足千万分之一。所以，人类使用的
9、能源归根煤炭、石油、天然气、裂变核燃料加起来也不足千万分之一。所以，人类使用的能源归根到底要依靠太阳能，太阳能是人类永恒发展的能源保证。到底要依靠太阳能，太阳能是人类永恒发展的能源保证。到底要依靠太阳能，太阳能是人类永恒发展的能源保证。到底要依靠太阳能，太阳能是人类永恒发展的能源保证。第5页，共62页，编辑于2022年，星期六世界能源储量分布与利用世界能源储量分布与利用世界能源储量分布与利用世界能源储量分布与利用第6页，共62页，编辑于2022年，星期六世界非再生能源储量分布世界非再生能源储量分布世界非再生能源储量分布世界非再生能源储量分布:中东地区中东地区中东地区中东地区:石油储量最多石油储
10、量最多石油储量最多石油储量最多,占占占占56.8%56.8%56.8%56.8%；欧洲欧洲欧洲欧洲:天然气和煤炭储量最多天然气和煤炭储量最多天然气和煤炭储量最多天然气和煤炭储量最多,各占各占各占各占54.6%54.6%54.6%54.6%和和和和45%45%45%45%亚洲、大洋洲亚洲、大洋洲亚洲、大洋洲亚洲、大洋洲:煤炭各占煤炭各占煤炭各占煤炭各占18%18%18%18%石油、天然气只有石油、天然气只有石油、天然气只有石油、天然气只有5%5%5%5%第7页，共62页，编辑于2022年，星期六第8页，共62页，编辑于2022年，星期六第9页，共62页，编辑于2022年，星期六第10页，共62页
11、，编辑于2022年，星期六第11页，共62页，编辑于2022年，星期六我国能源资源地区分布不均衡我国能源资源地区分布不均衡我国能源资源地区分布不均衡我国能源资源地区分布不均衡煤炭，主要集中在华北和西北煤炭，主要集中在华北和西北煤炭，主要集中在华北和西北煤炭，主要集中在华北和西北石油、天然气，主要分布在黑龙江、辽宁、河北、河南、山东、四川、甘肃石油、天然气，主要分布在黑龙江、辽宁、河北、河南、山东、四川、甘肃石油、天然气，主要分布在黑龙江、辽宁、河北、河南、山东、四川、甘肃石油、天然气，主要分布在黑龙江、辽宁、河北、河南、山东、四川、甘肃和新疆等省区内和新疆等省区内和新疆等省区内和新疆等省区内可
12、开发水力资源有，主要集中在西南可开发水力资源有，主要集中在西南可开发水力资源有，主要集中在西南可开发水力资源有，主要集中在西南太阳能和风能资源丰富，有很大利用潜力。太阳能和风能资源丰富，有很大利用潜力。太阳能和风能资源丰富，有很大利用潜力。太阳能和风能资源丰富，有很大利用潜力。我国能源资源丰富我国能源资源丰富我国能源资源丰富我国能源资源丰富煤炭资源煤炭资源煤炭资源煤炭资源(探明储量探明储量探明储量探明储量)和水力资源均居世界第一位；和水力资源均居世界第一位；和水力资源均居世界第一位；和水力资源均居世界第一位；石油资源占世界第十一位；石油资源占世界第十一位；石油资源占世界第十一位；石油资源占世界
13、第十一位；天然气资源占世界第十四位；天然气资源占世界第十四位；天然气资源占世界第十四位；天然气资源占世界第十四位；太阳能资源居世界第二位；太阳能资源居世界第二位；太阳能资源居世界第二位；太阳能资源居世界第二位；潮汐、地热、风力和核燃料资源都很丰富。潮汐、地热、风力和核燃料资源都很丰富。潮汐、地热、风力和核燃料资源都很丰富。潮汐、地热、风力和核燃料资源都很丰富。人均占有量很少，只有世界平均水平的一半。人均占有量很少，只有世界平均水平的一半。人均占有量很少，只有世界平均水平的一半。人均占有量很少，只有世界平均水平的一半。第12页，共62页，编辑于2022年，星期六第13页，共62页，编辑于2022
14、年，星期六利用能源的过程直接污染地球环境。利用能源的过程直接污染地球环境。利用能源的过程直接污染地球环境。利用能源的过程直接污染地球环境。主要来源：主要来源：主要来源：主要来源：1)1)1)1)煤、石油等燃料的燃烧；煤、石油等燃料的燃烧；煤、石油等燃料的燃烧；煤、石油等燃料的燃烧；2)2)2)2)汽车排放的废气；汽车排放的废气；汽车排放的废气；汽车排放的废气；3)3)3)3)工业生产工业生产工业生产工业生产(化工厂、炼焦厂等化工厂、炼焦厂等化工厂、炼焦厂等化工厂、炼焦厂等)过程中产生的废气。过程中产生的废气。过程中产生的废气。过程中产生的废气。大气污染：大气污染：大气污染：大气污染：1)1)1
15、)1)酸雨问题；酸雨问题；酸雨问题；酸雨问题；2)2)2)2)温室效应；温室效应；温室效应；温室效应；3)3)3)3)臭氧层破坏。臭氧层破坏。臭氧层破坏。臭氧层破坏。能源问题能源问题能源问题能源问题 即环境与能源关系问题即环境与能源关系问题即环境与能源关系问题即环境与能源关系问题 联合国提出可持续发展概念，即要满足当代人的需要，又要考虑不损害后代的需联合国提出可持续发展概念，即要满足当代人的需要，又要考虑不损害后代的需联合国提出可持续发展概念，即要满足当代人的需要，又要考虑不损害后代的需联合国提出可持续发展概念，即要满足当代人的需要，又要考虑不损害后代的需要。因此要。因此要。因此要。因此,今后
16、的能源战略是多元结构的能源系统和高效清洁的能源技术。今后的能源战略是多元结构的能源系统和高效清洁的能源技术。今后的能源战略是多元结构的能源系统和高效清洁的能源技术。今后的能源战略是多元结构的能源系统和高效清洁的能源技术。第14页，共62页，编辑于2022年，星期六二、能源技术二、能源技术 1.1.1.1.洁煤技术洁煤技术洁煤技术洁煤技术 煤碳的污染物和二氧化碳可能导致全球变暖。现在有两条洁煤途煤碳的污染物和二氧化碳可能导致全球变暖。现在有两条洁煤途煤碳的污染物和二氧化碳可能导致全球变暖。现在有两条洁煤途煤碳的污染物和二氧化碳可能导致全球变暖。现在有两条洁煤途径：径：径：径：(1)(1)(1)(
17、1)先进燃烧和污染处理，洁煤技术可用于燃烧前、中、后期。先进燃烧和污染处理，洁煤技术可用于燃烧前、中、后期。先进燃烧和污染处理，洁煤技术可用于燃烧前、中、后期。先进燃烧和污染处理，洁煤技术可用于燃烧前、中、后期。(2)(2)(2)(2)气化和液化煤，将煤转化为含一氧化碳和氢的气化和液化煤，将煤转化为含一氧化碳和氢的气化和液化煤，将煤转化为含一氧化碳和氢的气化和液化煤，将煤转化为含一氧化碳和氢的“合成气合成气合成气合成气”。2.2.2.2.煤炭液化煤炭液化煤炭液化煤炭液化(煤炭转化技术之一煤炭转化技术之一煤炭转化技术之一煤炭转化技术之一)对固体煤炭以特殊方法进行化学加工成为液态后，可作对固体煤炭
18、以特殊方法进行化学加工成为液态后，可作对固体煤炭以特殊方法进行化学加工成为液态后，可作对固体煤炭以特殊方法进行化学加工成为液态后，可作液体燃料和化工原料使用。从工艺上可分为液体燃料和化工原料使用。从工艺上可分为液体燃料和化工原料使用。从工艺上可分为液体燃料和化工原料使用。从工艺上可分为直接液化直接液化直接液化直接液化:在高温高压下加氢，使煤炭直接生成液态物质；在高温高压下加氢，使煤炭直接生成液态物质；在高温高压下加氢，使煤炭直接生成液态物质；在高温高压下加氢，使煤炭直接生成液态物质；间接液化间接液化间接液化间接液化:先把煤炭气化，制成煤气，再合成为液体燃料。煤炭液化技术复杂，先把煤炭气化，制成
19、煤气，再合成为液体燃料。煤炭液化技术复杂，先把煤炭气化，制成煤气，再合成为液体燃料。煤炭液化技术复杂，先把煤炭气化，制成煤气，再合成为液体燃料。煤炭液化技术复杂，难度高，投资大，比天然石油成本高，目前还没有竞争能力。难度高，投资大，比天然石油成本高，目前还没有竞争能力。难度高，投资大，比天然石油成本高，目前还没有竞争能力。难度高，投资大，比天然石油成本高，目前还没有竞争能力。第15页，共62页，编辑于2022年，星期六3.3.3.3.煤炭气化煤炭气化煤炭气化煤炭气化 (煤炭转化技术研究的一个重要部分煤炭转化技术研究的一个重要部分煤炭转化技术研究的一个重要部分煤炭转化技术研究的一个重要部分)现状
20、：煤炭自身氢碳比低，含有灰分、硫分等杂质，在开采、运输、燃烧过程中会污染环境，燃现状：煤炭自身氢碳比低，含有灰分、硫分等杂质，在开采、运输、燃烧过程中会污染环境，燃现状：煤炭自身氢碳比低，含有灰分、硫分等杂质，在开采、运输、燃烧过程中会污染环境，燃现状：煤炭自身氢碳比低，含有灰分、硫分等杂质，在开采、运输、燃烧过程中会污染环境，燃烧时热效率低。烧时热效率低。烧时热效率低。烧时热效率低。煤炭气化目的：煤炭气化目的：煤炭气化目的：煤炭气化目的：制取清洁的气体燃料；制取清洁的气体燃料；制取清洁的气体燃料；制取清洁的气体燃料；制取化工合成用的气体原料。制取化工合成用的气体原料。制取化工合成用的气体原料
21、。制取化工合成用的气体原料。地上气化地上气化地上气化地上气化 采出煤炭后进行热加工的一种过程采出煤炭后进行热加工的一种过程采出煤炭后进行热加工的一种过程采出煤炭后进行热加工的一种过程:以煤炭作为原料，以氧或氢作气化介质，控制氧化以煤炭作为原料，以氧或氢作气化介质，控制氧化以煤炭作为原料，以氧或氢作气化介质，控制氧化以煤炭作为原料，以氧或氢作气化介质，控制氧化程度，使煤炭转化成为一氧化碳、氢和甲烷等可燃性气体。程度，使煤炭转化成为一氧化碳、氢和甲烷等可燃性气体。程度，使煤炭转化成为一氧化碳、氢和甲烷等可燃性气体。程度，使煤炭转化成为一氧化碳、氢和甲烷等可燃性气体。地下气化地下气化地下气化地下气化
22、 在未经开采的煤层中进行的热加工过程在未经开采的煤层中进行的热加工过程在未经开采的煤层中进行的热加工过程在未经开采的煤层中进行的热加工过程:通过从地面钻进的一批特定钻孔，把气化通过从地面钻进的一批特定钻孔，把气化通过从地面钻进的一批特定钻孔，把气化通过从地面钻进的一批特定钻孔，把气化介质送进煤层，使煤炭在地下进行介质送进煤层，使煤炭在地下进行介质送进煤层，使煤炭在地下进行介质送进煤层，使煤炭在地下进行 发生炉煤气发生炉煤气发生炉煤气发生炉煤气 反应，生成的煤气从另一批特定钻孔引出。反应，生成的煤气从另一批特定钻孔引出。反应，生成的煤气从另一批特定钻孔引出。反应，生成的煤气从另一批特定钻孔引出。
23、第16页，共62页，编辑于2022年，星期六4.4.4.4.石油的精炼石油的精炼石油的精炼石油的精炼 目的目的目的目的 从复杂的原油中提取粘度较小的能充分燃烧从复杂的原油中提取粘度较小的能充分燃烧从复杂的原油中提取粘度较小的能充分燃烧从复杂的原油中提取粘度较小的能充分燃烧 把不好的分子转变为好的分子如长链烷烃容易引起汽缸爆震把不好的分子转变为好的分子如长链烷烃容易引起汽缸爆震把不好的分子转变为好的分子如长链烷烃容易引起汽缸爆震把不好的分子转变为好的分子如长链烷烃容易引起汽缸爆震现在观点，大多数石油是由埋藏在地下沉积层中的有机物经过几百万年在现在观点，大多数石油是由埋藏在地下沉积层中的有机物经过
24、几百万年在现在观点，大多数石油是由埋藏在地下沉积层中的有机物经过几百万年在现在观点，大多数石油是由埋藏在地下沉积层中的有机物经过几百万年在75757575200200200200的温度的温度的温度的温度下形成的。下形成的。下形成的。下形成的。微生物将地表以下的有机物转化为碳氢化合物，剩下的埋藏在深层地底微生物将地表以下的有机物转化为碳氢化合物，剩下的埋藏在深层地底微生物将地表以下的有机物转化为碳氢化合物，剩下的埋藏在深层地底微生物将地表以下的有机物转化为碳氢化合物，剩下的埋藏在深层地底(通常具有商业价通常具有商业价通常具有商业价通常具有商业价值的油田都位于地表以下值的油田都位于地表以下值的油田
25、都位于地表以下值的油田都位于地表以下500500500500米米米米700700700700米深处，最深的油井在约米深处，最深的油井在约米深处，最深的油井在约米深处，最深的油井在约6 6 6 6公里深的地底公里深的地底公里深的地底公里深的地底)的有的有的有的有机物则在温度和压力下经过分解及复杂的化学反应生成石油。机物则在温度和压力下经过分解及复杂的化学反应生成石油。机物则在温度和压力下经过分解及复杂的化学反应生成石油。机物则在温度和压力下经过分解及复杂的化学反应生成石油。精炼方法精炼方法精炼方法精炼方法:先根据不同沸点把不同成分分离开，先根据不同沸点把不同成分分离开，先根据不同沸点把不同成分分
26、离开，先根据不同沸点把不同成分分离开，然后除硫再向高辛烷转变。然后除硫再向高辛烷转变。然后除硫再向高辛烷转变。然后除硫再向高辛烷转变。第17页，共62页，编辑于2022年，星期六5.5.5.5.天然气液化天然气液化天然气液化天然气液化 通过施加一定高压，使天然气由气态变为液态，贮存在专门容器内。通过施加一定高压，使天然气由气态变为液态，贮存在专门容器内。通过施加一定高压，使天然气由气态变为液态，贮存在专门容器内。通过施加一定高压，使天然气由气态变为液态，贮存在专门容器内。天然气是埋藏在地层深处的一种富含碳氢化合物的可燃气体，由亿万年前的有机物质天然气是埋藏在地层深处的一种富含碳氢化合物的可燃气
27、体，由亿万年前的有机物质天然气是埋藏在地层深处的一种富含碳氢化合物的可燃气体，由亿万年前的有机物质天然气是埋藏在地层深处的一种富含碳氢化合物的可燃气体，由亿万年前的有机物质转化而来。主要成分是甲烷，其次是乙烷、丙烷、丁烷和其他重质气态烃类。转化而来。主要成分是甲烷，其次是乙烷、丙烷、丁烷和其他重质气态烃类。转化而来。主要成分是甲烷，其次是乙烷、丙烷、丁烷和其他重质气态烃类。转化而来。主要成分是甲烷，其次是乙烷、丙烷、丁烷和其他重质气态烃类。甲醇俗称甲醇俗称甲醇俗称甲醇俗称“木精木精木精木精”，性能稳定，象石油一样能直接当作燃料，使用时不污染环境，便于运，性能稳定，象石油一样能直接当作燃料，使用
28、时不污染环境，便于运，性能稳定，象石油一样能直接当作燃料，使用时不污染环境，便于运，性能稳定，象石油一样能直接当作燃料，使用时不污染环境，便于运输和贮存。输和贮存。输和贮存。输和贮存。20202020世纪末，甲醇合成技术已获成功，如果在天然气产地附近设立甲醇工厂，世纪末，甲醇合成技术已获成功，如果在天然气产地附近设立甲醇工厂，世纪末，甲醇合成技术已获成功，如果在天然气产地附近设立甲醇工厂，世纪末，甲醇合成技术已获成功，如果在天然气产地附近设立甲醇工厂，把天然气加工成甲醇，可经济合理地解决天然气液化问题。把天然气加工成甲醇，可经济合理地解决天然气液化问题。把天然气加工成甲醇，可经济合理地解决天然
29、气液化问题。把天然气加工成甲醇，可经济合理地解决天然气液化问题。第18页，共62页，编辑于2022年，星期六6.6.6.6.水能的利用水能的利用水能的利用水能的利用 水力发电优点，经济、干净和易维修水力发电优点，经济、干净和易维修水力发电优点，经济、干净和易维修水力发电优点，经济、干净和易维修葛州坝水利枢纽装机容量为葛州坝水利枢纽装机容量为葛州坝水利枢纽装机容量为葛州坝水利枢纽装机容量为271271271271万千瓦万千瓦万千瓦万千瓦三峡水电站总容量为三峡水电站总容量为三峡水电站总容量为三峡水电站总容量为1768176817681768万千瓦万千瓦万千瓦万千瓦当今世界仅次于三峡水电站的第二大的
30、水电当今世界仅次于三峡水电站的第二大的水电当今世界仅次于三峡水电站的第二大的水电当今世界仅次于三峡水电站的第二大的水电站站站站-伊泰普水电站伊泰普水电站伊泰普水电站伊泰普水电站,位于巴拉那河流经位于巴拉那河流经位于巴拉那河流经位于巴拉那河流经巴西与巴拉圭两国边境的河段巴西与巴拉圭两国边境的河段巴西与巴拉圭两国边境的河段巴西与巴拉圭两国边境的河段.总装机总装机总装机总装机容量容量容量容量1260126012601260万千瓦，年发电量可达万千瓦，年发电量可达万千瓦，年发电量可达万千瓦，年发电量可达750750750750亿度。亿度。亿度。亿度。第19页，共62页，编辑于2022年，星期六7.7.
31、7.7.蓄能技术蓄能技术蓄能技术蓄能技术针对热能或电能储存，着眼于大规模、长时间应用。电能储存是当前研究的重点。针对热能或电能储存，着眼于大规模、长时间应用。电能储存是当前研究的重点。针对热能或电能储存，着眼于大规模、长时间应用。电能储存是当前研究的重点。针对热能或电能储存，着眼于大规模、长时间应用。电能储存是当前研究的重点。蓄能技术一般要求蓄能技术一般要求蓄能技术一般要求蓄能技术一般要求:储能密度大储能密度大储能密度大储能密度大 变换损耗小变换损耗小变换损耗小变换损耗小 运行费用低运行费用低运行费用低运行费用低 维护较容易维护较容易维护较容易维护较容易nn不污染环境不污染环境不污染环境不污染
32、环境根据这些要求衡量，抽水蓄能方案较优越根据这些要求衡量，抽水蓄能方案较优越根据这些要求衡量，抽水蓄能方案较优越根据这些要求衡量，抽水蓄能方案较优越电的蓄能技术大致分三类：电的蓄能技术大致分三类：电的蓄能技术大致分三类：电的蓄能技术大致分三类：直接储存电磁能直接储存电磁能直接储存电磁能直接储存电磁能 超导线圈蓄能系统超导线圈蓄能系统超导线圈蓄能系统超导线圈蓄能系统 把电能转化为化学能储存把电能转化为化学能储存把电能转化为化学能储存把电能转化为化学能储存 铅电池铅电池铅电池铅电池,钠硫电池钠硫电池钠硫电池钠硫电池,锌氯电池锌氯电池锌氯电池锌氯电池,锂电池等锂电池等锂电池等锂电池等 把电能转化为机
33、械能储存把电能转化为机械能储存把电能转化为机械能储存把电能转化为机械能储存 压缩空气压缩空气压缩空气压缩空气,需要时释放需要时释放需要时释放需要时释放第20页，共62页，编辑于2022年，星期六电池：电池：电池：电池：储存电能转化而来的化学能储存电能转化而来的化学能储存电能转化而来的化学能储存电能转化而来的化学能铅酸电池中的铅在回收中容易流失，对环境存在二铅酸电池中的铅在回收中容易流失，对环境存在二铅酸电池中的铅在回收中容易流失，对环境存在二铅酸电池中的铅在回收中容易流失，对环境存在二次污染次污染次污染次污染镍氢电池镍氢电池镍氢电池镍氢电池：一种密封电池，可以在任何位置下工作，使用方：一种密封
34、电池，可以在任何位置下工作，使用方：一种密封电池，可以在任何位置下工作，使用方：一种密封电池，可以在任何位置下工作，使用方便。便。便。便。特点：可随时充放，循环使用，且不用维护。以过特点：可随时充放，循环使用，且不用维护。以过特点：可随时充放，循环使用，且不用维护。以过特点：可随时充放，循环使用，且不用维护。以过充过放为一次使用过程，预计可使用充过放为一次使用过程，预计可使用充过放为一次使用过程，预计可使用充过放为一次使用过程，预计可使用1000100010001000次。次。次。次。锂电池锂电池锂电池锂电池:采取了采取了采取了采取了3 3 3 3层保护措施，可抗过充过放，使用更安全层保护措施
35、，可抗过充过放，使用更安全层保护措施，可抗过充过放，使用更安全层保护措施，可抗过充过放，使用更安全方便。特点方便。特点方便。特点方便。特点:体积小、质量轻、使用寿命长、环保体积小、质量轻、使用寿命长、环保体积小、质量轻、使用寿命长、环保体积小、质量轻、使用寿命长、环保(不不不不需要回收需要回收需要回收需要回收)。燃氢电池燃氢电池燃氢电池燃氢电池、纳米碳管、纳米碳管、纳米碳管、纳米碳管(一个装电的容器，像拧水龙头一样放一个装电的容器，像拧水龙头一样放一个装电的容器，像拧水龙头一样放一个装电的容器，像拧水龙头一样放电电电电)将是电动自行车动力源未来的发展方向。将是电动自行车动力源未来的发展方向。将
36、是电动自行车动力源未来的发展方向。将是电动自行车动力源未来的发展方向。第21页，共62页，编辑于2022年，星期六由于它是把燃料通过化学反应释出的由于它是把燃料通过化学反应释出的由于它是把燃料通过化学反应释出的由于它是把燃料通过化学反应释出的能量变为电能输出，所以被称为燃料能量变为电能输出，所以被称为燃料能量变为电能输出，所以被称为燃料能量变为电能输出，所以被称为燃料电池。它是利用氢和氧生成水的过程电池。它是利用氢和氧生成水的过程电池。它是利用氢和氧生成水的过程电池。它是利用氢和氧生成水的过程来产生电力的一种装置。来产生电力的一种装置。来产生电力的一种装置。来产生电力的一种装置。燃料电池：第四
37、种电力燃料电池：第四种电力燃料电池：第四种电力燃料电池：第四种电力(电力火电、水电、核电为三种当今能以工业规模生产的电力电力火电、水电、核电为三种当今能以工业规模生产的电力电力火电、水电、核电为三种当今能以工业规模生产的电力电力火电、水电、核电为三种当今能以工业规模生产的电力)工作原理工作原理工作原理工作原理:通过物质发生化学反应时连续地向其供给活物质通过物质发生化学反应时连续地向其供给活物质通过物质发生化学反应时连续地向其供给活物质通过物质发生化学反应时连续地向其供给活物质(起反应的物质起反应的物质起反应的物质起反应的物质)-)-)-)-燃燃燃燃料和氧化剂料和氧化剂料和氧化剂料和氧化剂,促使
38、物质发生化学反应时释出的能量直接将其转换为电能。促使物质发生化学反应时释出的能量直接将其转换为电能。促使物质发生化学反应时释出的能量直接将其转换为电能。促使物质发生化学反应时释出的能量直接将其转换为电能。第22页，共62页，编辑于2022年，星期六具体地说，燃料电池是利用水的电解的逆反应的具体地说，燃料电池是利用水的电解的逆反应的具体地说，燃料电池是利用水的电解的逆反应的具体地说，燃料电池是利用水的电解的逆反应的 发电机发电机发电机发电机 。它由正极、负极和夹在正负。它由正极、负极和夹在正负。它由正极、负极和夹在正负。它由正极、负极和夹在正负极中间的固体电解质板所组成。极中间的固体电解质板所组
39、成。极中间的固体电解质板所组成。极中间的固体电解质板所组成。工作时向负极供给燃料工作时向负极供给燃料工作时向负极供给燃料工作时向负极供给燃料(氢氢氢氢H2)H2)H2)H2)，向正极，向正极，向正极，向正极供给氧化剂供给氧化剂供给氧化剂供给氧化剂(空气空气空气空气O2)O2)O2)O2)。氢在负极分解。氢在负极分解。氢在负极分解。氢在负极分解成正离子成正离子成正离子成正离子H+H+H+H+和电子和电子和电子和电子e-e-e-e-。氢离子进入电解液。氢离子进入电解液。氢离子进入电解液。氢离子进入电解液中，而电子则沿外部电路移向正极。用电中，而电子则沿外部电路移向正极。用电中，而电子则沿外部电路移
40、向正极。用电中，而电子则沿外部电路移向正极。用电的负载就接在外部电路中。在正极上，空的负载就接在外部电路中。在正极上，空的负载就接在外部电路中。在正极上，空的负载就接在外部电路中。在正极上，空气中的氧同电解液中的氢离子吸收抵达正气中的氧同电解液中的氢离子吸收抵达正气中的氧同电解液中的氢离子吸收抵达正气中的氧同电解液中的氢离子吸收抵达正极上的电子形成水。这正是水的电解反应极上的电子形成水。这正是水的电解反应极上的电子形成水。这正是水的电解反应极上的电子形成水。这正是水的电解反应的逆过程。的逆过程。的逆过程。的逆过程。燃料电池的用途燃料电池的用途燃料电池的用途燃料电池的用途:电动车动力源电动车动力
41、源电动车动力源电动车动力源,可移动电源、家庭电源与分散电站等可移动电源、家庭电源与分散电站等可移动电源、家庭电源与分散电站等可移动电源、家庭电源与分散电站等第23页，共62页，编辑于2022年，星期六三、能源利用与开发三、能源利用与开发第24页，共62页，编辑于2022年，星期六 1.1.1.1.常见的能源常见的能源常见的能源常见的能源 (1)(1)(1)(1)热能及其到机械能的转换热能及其到机械能的转换热能及其到机械能的转换热能及其到机械能的转换纽科曼纽科曼纽科曼纽科曼(T.Newcomen(T.Newcomen(T.Newcomen(T.Newcomen，16631663166316631
42、729)17111729)17111729)17111729)1711年发明蒸气机年发明蒸气机年发明蒸气机年发明蒸气机瓦特瓦特瓦特瓦特(J.Watt(J.Watt(J.Watt(J.Watt，17361736173617361819)17651819)17651819)17651819)1765年发明分离冷凝器，使蒸气机成为主要动力装年发明分离冷凝器，使蒸气机成为主要动力装年发明分离冷凝器，使蒸气机成为主要动力装年发明分离冷凝器，使蒸气机成为主要动力装置。置。置。置。第25页，共62页，编辑于2022年，星期六热机效率：热机效率：4 43030以上以上卡诺循环 热能及其到机械能的转换热能及其到
43、机械能的转换热能及其到机械能的转换热能及其到机械能的转换 天然气的开发；天然气的开发；天然气的开发；天然气的开发；地热能；地热能；地热能；地热能；地热能是来自地壳之下的高温能源。一个典型的地热能电场可以轻松地输送地热能是来自地壳之下的高温能源。一个典型的地热能电场可以轻松地输送地热能是来自地壳之下的高温能源。一个典型的地热能电场可以轻松地输送地热能是来自地壳之下的高温能源。一个典型的地热能电场可以轻松地输送100MW100MW100MW100MW电量，电量，电量，电量，这是风能和太阳能所无法企及的。这是风能和太阳能所无法企及的。这是风能和太阳能所无法企及的。这是风能和太阳能所无法企及的。第26
44、页，共62页，编辑于2022年，星期六(2)(2)(2)(2)电能电能电能电能电能指电以各种形式做功的能力。有直流电能、交流电能、高频电能等，这几电能指电以各种形式做功的能力。有直流电能、交流电能、高频电能等，这几电能指电以各种形式做功的能力。有直流电能、交流电能、高频电能等，这几电能指电以各种形式做功的能力。有直流电能、交流电能、高频电能等，这几种电能均可相互转换。种电能均可相互转换。种电能均可相互转换。种电能均可相互转换。第27页，共62页，编辑于2022年，星期六(3)(3)(3)(3)机械能机械能机械能机械能 水力发电；水力发电；水力发电；水力发电；海洋能海洋能海洋能海洋能(潮汐能、海
45、浪能、温差能潮汐能、海浪能、温差能潮汐能、海浪能、温差能潮汐能、海浪能、温差能)；风能利用风能利用风能利用风能利用第28页，共62页，编辑于2022年，星期六 (4)(4)(4)(4)太阳能太阳能太阳能太阳能 光电转换方式；光电转换方式；光电转换方式；光电转换方式；光热转换方式；光热转换方式；光热转换方式；光热转换方式；光化学转换方式。光化学转换方式。光化学转换方式。光化学转换方式。家用太阳能并网系统工作原理家用太阳能并网系统工作原理家用太阳能并网系统工作原理家用太阳能并网系统工作原理1 1 1 1）晴天的白天：太阳能电池板阵列将太阳能转化为直）晴天的白天：太阳能电池板阵列将太阳能转化为直）晴
46、天的白天：太阳能电池板阵列将太阳能转化为直）晴天的白天：太阳能电池板阵列将太阳能转化为直流电力，再经由逆变器转变为可为用电设备供电的交流流电力，再经由逆变器转变为可为用电设备供电的交流流电力，再经由逆变器转变为可为用电设备供电的交流流电力，再经由逆变器转变为可为用电设备供电的交流电力。发电电力大于用电设备的消费电力时剩余电力将电力。发电电力大于用电设备的消费电力时剩余电力将电力。发电电力大于用电设备的消费电力时剩余电力将电力。发电电力大于用电设备的消费电力时剩余电力将被返送回电网，电力公司将依据售电电能表记录的数值被返送回电网，电力公司将依据售电电能表记录的数值被返送回电网，电力公司将依据售电
47、电能表记录的数值被返送回电网，电力公司将依据售电电能表记录的数值支付给用户相应的费用。支付给用户相应的费用。支付给用户相应的费用。支付给用户相应的费用。2 2 2 2）多云或阴雨天气的白天：此种天气下，我们的）多云或阴雨天气的白天：此种天气下，我们的）多云或阴雨天气的白天：此种天气下，我们的）多云或阴雨天气的白天：此种天气下，我们的太阳能系统根据实际的日射量仍可以发电，但此时太阳能系统根据实际的日射量仍可以发电，但此时太阳能系统根据实际的日射量仍可以发电，但此时太阳能系统根据实际的日射量仍可以发电，但此时发电量较少，当用电设备消费电力较大时，不足部发电量较少，当用电设备消费电力较大时，不足部发
48、电量较少，当用电设备消费电力较大时，不足部发电量较少，当用电设备消费电力较大时，不足部分将由电力公司通过电网补充提供。分将由电力公司通过电网补充提供。分将由电力公司通过电网补充提供。分将由电力公司通过电网补充提供。3 3 3 3）夜晚：夜间太阳能发电系统不提供电力，用电设备由电）夜晚：夜间太阳能发电系统不提供电力，用电设备由电）夜晚：夜间太阳能发电系统不提供电力，用电设备由电）夜晚：夜间太阳能发电系统不提供电力，用电设备由电力公司提供的常规电力供电。力公司提供的常规电力供电。力公司提供的常规电力供电。力公司提供的常规电力供电。第29页，共62页，编辑于2022年，星期六光光热转换热转换光光热转
49、换就是把太阳辐射能通过各种集热装置（集热器）转变成热能。热转换就是把太阳辐射能通过各种集热装置（集热器）转变成热能。太阳能热发电；太阳能热发电；太阳能高温炉冶炼高温材料；太阳能高温炉冶炼高温材料；太阳能节能建筑太阳能节能建筑太阳房；太阳房；利用太阳能使海水淡化；利用太阳能使海水淡化；太阳池（盐湖水太阳能发电技术）；太阳池（盐湖水太阳能发电技术）；太阳能热水器。太阳能热水器。第30页，共62页，编辑于2022年，星期六最基本的应用热水器最基本的应用热水器在某些国家太阳能已成为热水生产的主在某些国家太阳能已成为热水生产的主要方式，带来良好的环境效应。要方式，带来良好的环境效应。10 MW 太阳能电
50、厂 in Barstow,California大面积收集热，利用蒸气机发电。19001900定日镜；每个定日镜；每个 20 ft 20 ft20 ft 20 ft；中；中心塔高心塔高 295 ft295 ft；总效率可达；总效率可达 25%.25%.太阳能光热电转换太阳能光热电转换第31页，共62页，编辑于2022年，星期六首次实现太阳能热泵中央热首次实现太阳能热泵中央热水系统方案，以太阳能为主要水系统方案，以太阳能为主要热源，辅以少量的电能驱动双热源，辅以少量的电能驱动双热源热泵，保证了阴雨天气及热源热泵，保证了阴雨天气及冬季太阳能资源不足时热水供冬季太阳能资源不足时热水供应，做到全年、全天